电火花加工技术进展ppt课件

1、电火花加工技术的最新进展“特种加工课程讲座之一江开勇1 微细电火花加工用电极制造一、微细电火花加工一、微细电火花加工1.1单发放点微细电极成形法 日本的Hideki Takezawa等人在实验中发现了用单脉冲放电可以构成针状电极的景象。在放电电流为3050A，单脉冲放电时间为几百微秒的加工条件下，单脉冲放电可以在瞬间把直径100m的钨电极加工成2040m的针状电极。图1是在100m钨电极上加工出的35m的针状电极，电极尖部的直径大约为100nm。这种方法简单、便利、效率极高。1.2 用反拷法加工微细陈列电极 日本京都工业大学的研讨人员与松下电器分别研讨了利用反拷法来陈列微细电极的方法。其原理就

2、是首先利用WEDG法制造出单根微细电极，然后在中间工具电极板上加工出阵列孔，再利器具有阵列孔的中间工具电极对最终电极进展反拷加工，从而生成高质量的微细陈列电极。图2为利用这种方法加工出来的微细陈列电极和利用微细陈列电极加工的微细陈列孔。由于可以利用中间工具电极的较小孔深加工出长径比高得多的微细圆柱电极陈列，因此这种方法所制造出来的电极陈列可以用于多次加工。1.3 原位孔微细电火花磨削法 日本的Minoru Yamazaki等人提出了利用圆柱电极自钻的原位孔制造微细圆柱电极的加工方法，其原理如图3所示。首先，将圆柱电极作为电火花加工的负极，在板状工件上利用火花放电加工出一个孔，然后电极前往到加工

3、前的初始位置，将电极轴线相对于已加工出的孔中心偏离一定间隔。改动圆柱电极和工件的极性，对回转的圆柱工具电极进展电火花反拷加工。假设利用过进给放电间隙就能加工出恣意直径的圆柱微细电极。这种方法的优点是不用附加任何工具电极制备安装，简单易行；具有较高的加工效率、尺寸精度，外形反复精度容易保证。1.3 用LIGA制造微细电极 利用成形法Sinking EDM加工微细构造零件时遇到的最大难题是复杂外形的电极制造。特别是微细构造很难用传统的机械加工或电加工方式实现。为理处理这一问题，松下电器的Takahata与美国威斯康星大学的 Gianchandani研讨了利用LIGA技术制造复杂微细构造电极的方法。

4、采用这一方法可以获得极其精细的微细构造和极高加工精度、很高深度比的电极，而且可以一次制造出大量反复精度很高的微细电极。图6是用LIGA技术制造出的复杂构造微电极陈列及其细部。由图可知，制成的铜电极截面和侧壁质量都非常高，反复精度非常好。 图7所示为利用上述微细电极阵列一次套料加工出多个复杂构造微细零件。这些零件的资料是WC-Co硬质合金。他们还利用LIGA技术制造出文本1.2中所述的微细圆柱陈列电极，并用其加工出陈列孔。曝光光源照射刻蚀电铸构造感光胶金属曝光光源掩模版金属器件SU-8胶基底光刻去胶电铸显影2 超低电压微细电火花加工方法 进一步减少单脉冲去除量是微细电火花加工向更加微细乃至纳米尺

5、度加工方向开展的重要一环。然而由于分布电容的存在。实践可以获得的加工间隙等效电容很难做得很小。因此难以获得更小得单个脉冲放电能量。日本学者江头快Kai Egashira与水谷腾己Katsumi Mizutani利用低电源电压技术进展了放电加工得实验。得到了电源电压在5V以上时，用直径15m或7m得钨金属电极，可以进展平均电极进给速度为5m/min的放电加工的现实；并采用20V的电源电压，加工出直径为1m的微细轴，如图8所示。3 微三维构造的微细电火花加工 上世纪90年代中期东京大学增泽隆久和余祖元发明了等损耗电极补偿技术和分层铣削方法，从而使复杂微细三维构造的电火花加工技术获得了艰苦突破。在实

6、践加工中，往往电极的损耗很大，严重地影响加工精度。因此合理地进展加工轨迹的规划并进展电极损耗的补偿，是提高微细三维构造电火花加工精度的中心技术。采用专门设计的微细电火花铣削CAD/CAM系统是保证加工精度、提高加工效率的关键。哈尔滨工业大学杨洋博士所开发的微细电火花铣削公用CAD/CAM系统可以针对微三维构造的外形，选择最优的加工路进，从而保证自在曲面的加工精度。图10是利用微细电火花铣削方法在长轴为1mm的椭圆截面上加工的人脸浮雕自在曲面。 东京大学内村明高和增泽隆久等人开发了微细电火花车床，回转类工件在加工中被装夹在主轴上，利用工具电极对被加工地各回转面进展加工，也可以对工件进展分度加工出

7、特定地外形。该 方法不仅可以进展外外表加工，还能进展内阶梯孔加工。图11为利用微细电火花车削加工的样件。二、新加工工艺二、新加工工艺1.集束电极加工 上海交通大学的赵万生、顾琳等6提出集束电极这种制造三维自在型面电极的新方法。这种方法将一定数量细的棒状或管状电极单元捆成一束，再调整每根电极单元的长度进而构成近似的电极型面。其制备原理图如图11 所示。 集束电极主要针对三维型腔资料大去除量的粗加工。它运用中空或圆形棒状电极单元较传统三维型面成型电极更顺应内冲液，从而有更好的冲液效果，因此放电更加稳定，加工性能更好。2.近干式电火花加工 近干式电火花加工是由美国密西根大学的J. Tao, A.J.

8、 Shih7提出的一种新的电火花加工方法，它加工采用放射的气液混合物作为放电介质。其实验台如图12所示。干式和近 干式加工中获得高资料去除率或低外表粗糙度。 喷雾电火花加工的放电间隙比干式电火花加工大，因此可以有效地减小短路率。经过紧缩空气、氧气或氮气与水所生成的雾气具有本钱低的优势。与传统电火花加工相比，喷雾电火花加工可大大减少火灾发生的能够性。3.曲线孔点火花加工 日本大阪大学T. Ishida 等11突破传统观念中以为钻孔方法只能加工直孔的观念，开展了一种新加工方法，即用电火花加工的方式加工曲线孔，其实验安装如图16 所示。图16 曲线孔加工安装原理图图17 加工效果图4.超硬磨料砂轮电加工修整加工图18 在线电解修整Electrolytic in-process dressing，ELID图19在线电火花砂轮修锐(In-process electro-discharge dressing，IEDD)图20 接触式放电修整法(Electro-contact discharge d